[发明专利]气孔直径影响临界折射纵波评价金属材料应力的修正方法

摘要

本发明公开了气孔直径影响临界折射纵波评价金属材料应力的修正方法。优化双临界折射纵波探头的中心频率与传播距离，以临界折射纵波接收信号幅值为评价参数，结合“当量法”确定临界折射纵波检测深度，并加工深度恒定，直径不同的规则盲孔模拟内部气孔。利用压力可调控的探头夹持装置采集临界折射纵波信号，以临界折射纵波通过相同传播距离的时间差作为应力评价参量，建立各直径盲孔的临界折射纵波传播时间差与应力间关系，进而获得临界折射纵波声弹性系数与盲孔直径间关系式，实现气孔直径影响临界折射纵波评价应力的修正。本发明方法具有无损、快速等优点。

主权项

一种气孔直径影响临界折射纵波评价金属材料应力的修正方法，步骤如下：步骤一，选择厚度大于3.0mm的金属材料，以临界折射纵波接收信号幅值为评价参数，选取临界折射纵波中心频率及其在金属材料试样中的最佳传播距离，作为一发一收模式双临界折射纵波探头的制作参数；步骤二，在金属材料试样一侧加工宽度恒定、深度不同的规则矩形槽，固定临界折射纵波激发参数不变，调节探头激发模式，依次采集通过深度由小到大的矩形槽的临界折射纵波，直至临界折射纵波接收信号消失，记录对应的矩形槽深度；步骤三，在金属材料试样一侧加工深度恒定，直径不同的盲孔模拟金属材料内部气孔；确定盲孔深度、中心间距及与试样宽度边缘的间距；步骤四，将预制盲孔的非标准静载拉伸试样竖直加持于静载拉伸试验机，依据金属材料力学性能设定相应的加载程序，安装临界折射纵波探头加持装置，调节临界折射纵波探头与金属材料试样间耦合状态，获得稳定的临界折射纵波；步骤五，缓慢加载，采集不同应力时各直径盲孔处金属材料试样的临界折射纵波，定义临界折射纵波参考信号与计算信号，获得各应力对应的临界折射纵波传播时间差，建立临界折射纵波传播时间差与应力间关系曲线；步骤六，采用线性函数拟合对临界折射纵波传播时间差与应力结果进行拟合得到临界折射纵波声弹性系数，建立临界折射纵波声弹性系数与盲孔直径间对应关系；所述的线性函数见式(Ⅰ)：Δt＝k﹒σ  式(Ⅰ)；其中Δt为临界折射纵波计算信号与参考信号间时间差，单位为ns，σ为金属材料加载应力，单位为MPa；步骤七，采用幂函数对临界折射纵波声弹性系数与盲孔直径进行拟合，得到用于气孔直径影响临界折射纵波评价金属材料应力的修正公式；所述的幂函数见式(Ⅲ)k＝a·Db  式(Ⅲ)其中，k为临界折射纵波声弹性系数(ns/MPa)，D为盲孔直径，单位为mm，a与b为常数。